A retração na moldagem por injeção refere-se simplesmente ao quanto os polímeros irão contrair durante a fase de resfriamento. Durante o processo de moldagem por injeção, o material plástico fundido é injetado em uma cavidade do molde sob alta pressão, e quando o material plástico esfria, ele se retrai à medida que solidifica. Essa retração pode fazer com que a peça moldada seja menor do que o tamanho pretendido e tenha uma forma irregular conhecida como empenamento.
A retração na moldagem por injeção pode variar dependendo do tipo de material plástico usado, do design da peça e das condições de processamento. É importante levar em conta a retração esperada durante as etapas de design e ferramentaria para garantir que a peça final atenda às especificações exigidas.
Para ser seguro, os fabricantes frequentemente compensam a retração aumentando o tamanho da cavidade do molde ou adicionando material extra à peça, que é então aparada ou usinada após a moldagem para atingir as dimensões desejadas.
Taxa de Retração do Molde
Antes de iniciar a produção, a taxa de retração do molde deve ter sido prevista para eliminar custos adicionais e ajustes. Todos os materiais plásticos têm uma porcentagem mínima e máxima de retração, o que ajuda a avaliar as mudanças no plástico desde quando é moldado até quando estará completamente resfriado. Isso e outros fatores que influenciam a taxa de retração devem ser considerados.
Tipos de Retração na Moldagem por Injeção de Plástico
Existem cerca de quatro tipos de retração na moldagem por injeção de plástico, cada uma causada sob condições únicas; elas incluem o seguinte.
Retração Regional: Isso ocorre quando a taxa de contração varia nas partes do produto que estão entre as mais próximas do portão do molde e as regiões mais próximas ao final da área de preenchimento. Isso faz com que a parte próxima ao portão seja mais espessa, enquanto a outra extremidade se torna um pouco mais fina. Portanto, as partes mais espessas puxam a parte mais fina, e isso causa uma retração empenada.
Retração de Espessura: Essa retração ocorre quando as áreas superior e inferior do mesmo molde diferem na taxa de resfriamento. É uma situação em que a parte superior esfria mais rápido do que a parte inferior, e essa variação faz com que a parte do molde se curve em direção ao lado frio, retraindo mais e mais até que essa nova forma seja congelada no lugar.
Retração Direcional: Isso é resultado de uma variação no alinhamento molecular e de fibras. A retração se manifesta paralela e perpendicular à orientação do material do molde e à direção do fluxo. O material, portanto, se retrai mais na direção que o fluxo do material toma.
Retração no Plano: É comum que os polímeros se retraiam um pouco mais fortemente na direção da espessura do que no plano da superfície. Isso é causado por uma condição chamada restrição do molde, que é basicamente a falta de restrição na parte mais espessa. Essa diferença na retração causa sérios empenamentos nos cantos, e pode tornar o produto danificado e impróprio para uso.
Como Calcular a Retração do Molde?
O método mais convincente para calcular a taxa de retração na injeção de plástico é desenvolver uma ferramenta protótipo para imitar os requisitos de resfriamento e de entrada que são usados durante a produção. Não só essa técnica fornecerá uma medição precisa da retração, como também permitirá a oportunidade de alterar a ferramenta antes do início da produção, caso um defeito potencial seja previsto.
Os seguintes passos descrevem como calcular a Retração do Molde:
Primeiro, determine as dimensões originais do molde.
Em seguida, determine as dimensões da peça moldada.
Terceiro, subtraia as dimensões da peça moldada das dimensões originais do molde.
Finalmente, divida a diferença nas dimensões pelas dimensões originais do molde e multiplique por 100 para obter a porcentagem de Retração do Molde.
Após calcular a porcentagem de Retração do Molde, verifique sua resposta com as especificações fornecidas.
O que causa a retração do molde
Na fabricação de peças plásticas, a retração é um processo normal na moldagem por injeção que se refere ao quanto os polímeros irão contrair durante a fase de resfriamento. A principal causa da retração é a transição da densidade do plástico fundido para a densidade de seu estado rígido resfriado. Embora ocorra durante a fase de resfriamento, uma retração mínima pode continuar após a ejeção da peça à medida que a umidade e a temperatura se estabilizam. Se áreas da peça se retraírem de forma desigual – conhecida como empenamento – pode causar defeitos graves na peça. Além da mudança na densidade do polímero, outros fatores também facilitam a retração variável.
Outras Causas de Retração na Moldagem por Injeção
A retração é influenciada pela composição do plástico e pelas propriedades do material, e as condições de processamento – como taxa de fluxo e temperatura – e o design da peça também podem contribuir. Vamos revisar algumas dessas causas:
Composição do Plástico: Plásticos semicristalinos como o polietileno têm uma taxa de retração maior do que plásticos amorfos, como o ABS. A composição molecular dos plásticos semicristalinos forma cristalitos – uma estrutura menor e mais compacta do que os polímeros amorfos, como o policarbonato.
Peso Molecular: Resinas com alto peso molecular tendem a ter maior viscosidade ao preencher um molde de injeção e uma maior queda de pressão enquanto estão na cavidade. Essa baixa pressão pode levar a taxas de encolhimento mais altas na peça final.
Aditivos: Cargas, como fibras de vidro e cerâmica, têm baixa expansão térmica, então durante o processo de resfriamento, tendem a encolher menos.
Nível de Estresse: Durante o processo de moldagem, o tempo e a temperatura em que a peça é submetida a estresse podem causar uma quantidade excessiva de fluido, resultando em encolhimento excessivo e fragilidade.
Além dessas causas, outras variáveis incluem pressão de injeção, temperaturas de fusão e do molde, e a geometria da peça. Como há muitos fatores que podem influenciar o encolhimento, é crucial trabalhar com um fabricante que possa calcular com precisão a taxa de encolhimento da peça para evitar defeitos.
Como controlar o encolhimento durante a moldagem por injeção?
Cada material tem uma taxa de encolhimento fornecida pelo seu fabricante. Isso pode ser usado para ajudar a prever as mudanças no plástico desde o momento em que é moldado até depois de ter esfriado completamente. Qualquer material se expande quando aquecido e encolhe ao esfriar de volta à temperatura ambiente. Cada dimensão do produto plástico encolherá uma certa quantidade durante seu período de resfriamento. Controlar esse encolhimento pode ser a chave para aperfeiçoar seu produto final. Vamos falar sobre algumas das maneiras de controlar o encolhimento durante o processo de moldagem por injeção.
Temperatura do material
Ajustar a temperatura da resina plástica enquanto é aquecida é importante para o controle do encolhimento. Quanto mais o material é aquecido antes de ser vertido, mais as moléculas se expandem. À medida que esfria, essas moléculas encolhem novamente. Quanto mais baixa a temperatura do plástico no momento da vertida, menos encolhimento ocorrerá durante o processo de resfriamento.
Temperatura do molde
Controlar a temperatura do molde pode controlar o encolhimento. Usar um molde frio permite que as bordas externas de uma peça sequem antes que ela possa preencher e comprimir todo o espaço adequadamente. Usar um molde quente criará menos encolhimento do que um frio. Isso permite que as moléculas do material plástico continuem a se mover livremente enquanto preenchem o molde e atingem a pressão correta antes de começar a esfriar.
Ajustes de pressão
A força da pressão usada para injetar o material plástico faz uma diferença direta quando se trata de taxas de encolhimento. É a pressão necessária para compactar o material no lugar. Quanto mais apertado o material é compactado, menos espaço há para movimento enquanto esfria. Quanto maior a pressão na injeção, menos o plástico encolherá.
Enquanto a pressão for aplicada até que o plástico esteja solidificado, o encolhimento será limitado. Se a pressão for liberada antes que o plástico tenha esfriado completamente, o encolhimento piorará. Manter o plástico restrito no lugar enquanto esfria para reverter seu padrão usual de encolhimento controla o encolhimento, mas o processo leva mais tempo e custa mais. Forçar ar sobre as peças plásticas também ajuda a estabilizá-las.
Imersão em água fria
Outra maneira de resfriar rapidamente uma peça plástica é mergulhá-la em água à temperatura ambiente. Isso resfria o material abaixo de seu ponto de fusão e interrompe o encolhimento pós-moldagem. Isso ajuda as paredes internas do plástico a solidificarem mais rapidamente, pois essas áreas demoram mais para esfriar e solidificar do que as paredes externas. É um pouco arriscado devido ao estresse que causa no produto. Pode causar fratura ou rachadura se o plástico for exposto a temperaturas extremas posteriormente.
Determinar como um produto plástico encolherá e dobrará à medida que esfria é importante para obter um produto final perfeito. Encontrar maneiras de controlar a forma como o material esfria ajuda a garantir que suas peças saiam como deveriam todas as vezes. Você quer resultados consistentes quando se trata de projetos de moldagem por injeção. A formulação dos materiais, as dimensões do molde e os detalhes do processamento afetarão o encolhimento. Vamos encontrar a melhor maneira de controlar o encolhimento e ajudá-lo a alcançar os melhores resultados possíveis para o seu próximo projeto de moldagem por injeção.
Conclusão
O encolhimento na moldagem por injeção é um problema comum na fabricação de peças plásticas. Mas pode ser evitado seguindo alguns passos, que incluem a avaliação da taxa de encolhimento da resina para verificar a confiabilidade do polímero, a composição do polímero, o processo de moldagem por injeção e a forma da peça plástica. Todos esses elementos desempenham um papel crítico na prevenção do encolhimento.
No geral, entender as causas e como resolver o encolhimento na moldagem por injeção de plástico é um grande determinante para o sucesso de todo o processo de moldagem por injeção.
